TW202005124A - 發光裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種發光裝置及其製造方法。發光裝置包括封裝結構以及發光晶片。封裝結構具有容納發光晶片的凹槽，且凹槽的寬度由內朝外漸增。本發明所公開的發光裝置具有經過提升的發光效率。

Description

發光裝置及其製造方法
本發明涉及一種發光裝置及其製造方法，特別是涉及一種具有經過提升的發光效率的發光裝置及其製造方法。
如何提升發光裝置的出光效率已是本領域中競相研究探討的主題。
然而，對於包括倒裝晶片(Flip-chip，又稱覆晶式晶片)的發光裝置而言，其由晶片結構的側面所發出的光不易被匯出而使得裝置整體具有較低的出光效率。針對上述問題，在現有技術中，已知採用襯底剝離(例如雷射剝離(laser lift-off，LLO))或是表面粗化等製程，或是在晶片結構的側面與反射結構間設置具有波長轉換功能的膠膜來提升裝置的亮度。然而，上述製程的製造成本較高，且膠膜具有耐熱性有限而無法滿足高功率要求的缺點。事實上，具有波長轉換功能的膠膜在高發光密度下容易出現較大的光衰，因此不適用於嚴苛的使用環境下。再者，使用上述手段的發光裝置的亮度提升有限。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種發光裝置及其製造方法。本發明所提供的發光裝置包括具有特定結構設計的封裝結構，可以提升發光裝置的出光效率以及在高功率密度下的可靠性。
本發明提供一種發光裝置，其包括一封裝結構以及一發光晶片。所述封裝結構具有一向內凹陷的一凹槽，用以容納所述發光 晶片。所述封裝結構的寬度由所述出光面朝向所述背面漸減，且所述凹槽的寬度由內朝外漸增。
故，本發明所提供的發光裝置，其能通過“所述封裝結構的寬度由所述出光面朝向所述背面漸減，且所述凹槽的寬度由內朝外漸增”的技術方案，以提升發光裝置的出光效率。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
D‧‧‧發光裝置
1‧‧‧封裝結構
11‧‧‧出光面
12‧‧‧背面
13‧‧‧凹槽
131‧‧‧底面
132‧‧‧開口
133‧‧‧內環繞側壁
1311‧‧‧微結構
13111‧‧‧第一側凹區
13112‧‧‧第二側凹區
14‧‧‧外環繞側壁
15‧‧‧封裝體
16‧‧‧波長轉換材料
1’‧‧‧封裝基材
2‧‧‧發光晶片
21‧‧‧側表面
22‧‧‧導電焊墊
3‧‧‧反射結構
31‧‧‧內環繞側壁
32‧‧‧底部反射層
33‧‧‧頂面
4‧‧‧黏著材料
41‧‧‧下凹弧面
5‧‧‧基板
51‧‧‧導電線路
H2‧‧‧晶片高度
W2‧‧‧晶片寬度
W11、W12、W13‧‧‧寬度
W131‧‧‧底面寬度
W132‧‧‧開口寬度
D13‧‧‧凹槽深度
θ1‧‧‧第一角度
θ2‧‧‧第二角度
L‧‧‧雷射光束
K‧‧‧刀刃
M‧‧‧遮罩
P‧‧‧圖案
a1、a2、a3‧‧‧光程
圖1為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的上視示意圖；圖2為本發明其中一實施例所提供的發光裝置沿圖1的剖面線II-II而得的剖視示意圖；圖3為圖2中III部分的局部放大示意圖；圖4為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的封裝結構的剖視示意圖；圖5為本發明另一實施例所提供的發光裝置的剖視示意圖；圖6為本發明再一實施例所提供的發光裝置的剖視示意圖；圖7為本發明再另一實施例所提供的發光裝置的剖視示意圖；圖8為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的流程圖；圖9為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S100的示意圖；圖10為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S102的示意圖；圖11為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S103的示意圖；圖12為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S104的示意圖； 圖13為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S106的示意圖；圖14為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S108的示意圖；圖15為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S110的示意圖；圖16為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的其中一步驟的示意圖；圖17為圖10所示的步驟所形成的結構的立體示意圖；圖18為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S102的另一種執行方式的其中一示意圖；圖19為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S102的另一種執行方式的另一示意圖；以及圖20為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的步驟S102的另一種執行方式的再一示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“發光裝置及其製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應理解，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
首先，請參閱圖1至圖4。圖1為本發明其中一實施例所提供 的發光裝置的上視示意圖，圖2為沿著圖1中II-II剖面線所得的剖視示意圖，圖3為圖2中III部分的局部放大示意圖，而圖4為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的封裝結構的剖視示意圖。
如圖1及圖2所示，本發明所提供的發光裝置D包括封裝結構1以及發光晶片2。另外，如圖4所示，封裝結構1具有出光面11、背對於出光面11的背面12、從背面12向內凹陷的凹槽13以及圍繞凹槽13的外環繞側壁14。
另外，封裝結構1的背面12可以是指與出光面11相反(朝向背對出光面11的方向)的表面，即，背面12可以是實際存在的表面。例如，如圖4所示，背面12是外環繞側壁14和凹槽13的開口132之間的表面。或是，在本發明的另一個實施例中，在發光裝置D的製造過程中，背面12也可以幾乎完全向下凹陷而形成凹槽13。另外，封裝結構1的外環繞側壁14可以圍繞凹槽13並且與出光面11以及背面12都相互連接。
請參閱圖1與圖4，封裝結構1的寬度是由出光面11朝向背面12漸減，而凹槽13的寬度W13是由內朝外漸增。具體來說，封裝結構1的出光面11的寬度W11是大於封裝結構1的背面12的寬度W12。換句話說，外環繞側壁14接近背面12的部分是朝向封裝結構1的中央傾斜。另外，凹槽13具有底面131、開口132，以及連接於底面131和開口132之間的內環繞側壁133。另外，凹槽13還具有底面寬度W131以及開口寬度W132，而底面寬度W131小於開口寬度W132。因此，內環繞側壁133接近背面12的部分是朝向遠離封裝結構1的中央的方向傾斜。如此一來，外環繞側壁14與內環繞側壁133是朝向相反的方向傾斜。
在本發明的實施例中，凹槽13的底面寬度W131可以是介於1000至1200微米之間。封裝結構1的出光面11的寬度W11可以是介於1200至1600微米之間。封裝結構1的背面12的寬度W12 可以是介於1000至1200微米之間。然而，以上數值範圍都只是本發明的其中一種實施方式，而發光裝置D的實際尺寸都可以在不背離本發明的精神之下加以調整。
值得注意的是，在本發明中，封裝結構1可以包括封裝體15以及分散於封裝體15中的波長轉換材料16。因此，在本發明中，封裝結構1可以是具有波長轉換功能的螢光粉片。封裝體15包含透光陶瓷、玻璃以及石英之中的至少一種。採用前述材料作為封裝體15可以使得封裝結構1具有較佳的耐熱性能。波長轉換材料16可以是螢光粉或是核殼量子點。在本發明中，封裝體15以及波長轉換材料16的詳細種類不在此限制。
另外，如圖2所示，發光晶片2是設置在封裝結構1的凹槽13內。事實上，在本發明中，發光晶片2可以部分或是完全設置在封裝結構1的凹槽13內。換句話說，依據產品的需求以及設計，發光晶片2的一部分可以位於在凹槽13之外。發光晶片2可以是，例如，發光二極體(LED)或雷射二極體(LD)，波長可以在由紫外光、可見光到紅外光的範圍內。發光晶片2可以是倒裝晶片，舉例而言，發光晶片2為藍光倒裝晶片。
如圖2所示，發光晶片2具有至少一側表面21。一般而言，發光晶片2可以具有4個側表面21，以及與側表面21相互連接的頂面(未標號)，頂面與側表面21彼此垂直。發光晶片2的頂面可以是發光晶片2的主要出光面，而側表面21可以是發光晶片1的次要出光面。另外，發光晶片2還具有背對於封裝結構1的出光面11(背對頂面)而設置的至少兩個導電焊墊22。導電焊墊22可以使得發光晶片2與其他電子元件電性連接。至少兩個導電焊墊22是裸露於封裝結構1的外部。
承上所述，本發明的實施例中的導電焊墊22可以是由焊接材料所形成，而焊接材料可以是合金，例如金-錫合金(AuSn)、錫-銀-銅合金(SnAgCu)、錫-銀合金(SnAg)或是錫-鉍合金(SnBi)等。
接下來，請參閱圖2至圖4所示。在本發明的其中一實施例中，封裝結構1的外環繞側壁14相對於發光晶片2的側表面21傾斜介於15°與45°之間的第一角度θ1，而凹槽13的內環繞側壁133相對於發光晶片2的側表面21傾斜介於10°與30°之間的第二角度θ2。換句話說，封裝結構1的外環繞側壁14與發光晶片2的側表面21之間的夾角為介於15°與45°，而凹槽13的內環繞側壁133與發光晶片2的側表面21之間的夾角為介於10°與30°之間。在本發明其中一實施例中，第一角度θ1為約30度，而在本發明另一實施例中，第二角度θ2為約20度(例如由雷射蝕刻技術所形成的第二角度θ2)。
承上所述，凹槽13的內環繞側壁133相對於發光晶片2的側表面21傾斜的第二角度θ2越大，發光裝置D的亮度越高。在本發明的其中一實施例中，第二角度θ2越大，亮度越高。具體而言，即θ2每增加10度，發光裝置D的亮度可增加約0.44%。在本發明的一個較佳實施例中，第二角度θ2為約20度。
值得一提的是，除了第一角度θ1與第二角度θ2的設計之外，發光晶片2的側壁面21所鄰近的封裝結構1的厚度越小，發光裝置D的亮度也越高。舉例而言，在背面12上，從凹槽13的開口132到外環繞側壁14的距離每減少10微米，發光裝置D的亮度可以提升約0.59%。在本發明的一個實施例中，在背面12上，從凹槽13的開口132到外環繞側壁14的距離是約1.5微米。
請再次參閱圖1及圖2。本發明實施例所提供的發光裝置D還可以進一步包括反射結構3。反射結構3可以是白牆(white wall)，且可以由聚合物材料，例如為矽氧樹脂所製成。反射結構3具有連接於封裝結構1的外環繞側壁14的反射面31，且封裝結構1的出光面11裸露在反射面31的外部。另外，在本發明的其中一個實施例中，反射結構3的頂面33是與封裝結構1的出光面11共平面。
具體而言，如圖1所示，反射結構3是環繞封裝結構1的外圍並裸露封裝結構1的出光面11。在本發明的實施例中，反射結構3還可以覆蓋封裝結構1的背面12。另外，設置在封裝結構1的凹槽13中的發光晶片2的至少兩個導電焊墊22也可以是裸露於反射結構3的外部。
除此之外，如圖2及圖4所示，凹槽13具有底面寬度W131(底面131的寬度)以及凹槽深度D13，而發光晶片2具有晶片寬度W2以及晶片高度H2。在本發明的實施例中，底面寬度W131可以較晶片寬度W2大10至60微米，而凹槽深度D13可以是相等於晶片高度H2或是比晶片高度H2小10微米以內。
舉例而言，凹槽深度D13可以是介於120至160微米之間。晶片高度H2則是介於130至170微米之間。晶片寬度W2可以是介於940至1140微米之間。如前所述，凹槽13的底面寬度W131可以是介於1000至1200微米之間。除此之外，封裝結構1的出光面11到凹槽13的底面132的距離可以是介於140至160微米之間。然而，上述數值範圍都只是本發明的其中一種實施方式，本發明並不受限於此。
具體而言，凹槽13的底面寬度W131與發光晶片2的晶片寬度W2的設計是對於發光裝置D的製造過程有利，即，可以降低對位的難度而使得將發光晶片2設置於封裝結構1的凹槽13中的步驟順利進行。另外，底面寬度W131與晶片寬度W2的差值也會影響發光晶片2與凹槽13的內環繞側壁133之間的距離，因此影響發光晶片2所發出的光的行進方式。
另外，承上所述，晶片高度H2與凹槽深度D13可以經過計算與設計，使得發光晶片2的一部分，例如發光晶片2設置有兩個導電焊墊22的部分，是設置於凹槽13之外。值得注意的是，在本發明實施例中所稱「發光晶片2的晶片高度H2」未將發光晶片2的導電焊墊22的高度列入計算。如圖1所示，發光晶片2的 一部分以及導電焊墊22是設置於封裝結構1的凹槽13外，使得發光晶片2可以通過導電焊墊22與其他電子元件電性連接。
接下來，請同樣參閱圖2。本發明實施例所提供的發光裝置D還可以進一步包括填充/設置於發光晶片2與封裝結構1之間的黏著材料4。具體而言，黏著材料4的一部分是設置於發光晶片2的側壁21與封裝結構1的內環繞側壁133之間，而黏著材料4的另一部分可以是設置在發光晶片2的主要出光面(未標號)與封裝結構1的凹槽13的底面131之間。
事實上，黏著材料4是用以將發光晶片2固定於凹槽13中。因此，黏著材料4是連接於發光晶片2以及封裝結構1之間。在本發明的其中一實施例中，黏著材料具有介於1.39及1.57之間的折射率，如此有利於使發光晶片2所發出的光(無論是從側壁21或是主要出光面所發出的光)發生折射而被導引至封裝結構1的出光面11。舉例而言，黏著材料4可以是一種透明材料，例如矽樹脂、環氧樹脂以及UV樹脂的至少一種。
另外，如圖2所示，黏著材料4設置於發光晶片2的側壁21與封裝結構1的凹槽13的內環繞側壁133之間的部分，在鄰近於凹槽13的開口132處具有朝向遠離開口132的方向下凹(向內凹陷)的下凹弧面41。舉例而言，在發光裝置D的製造過程中，是包括將黏著材料4填充於凹槽13內，再將發光晶片2設置於填充有黏著材料4的凹槽13內。因此，受限於黏著材料4的特性(例如，表面張力)，黏著材料4在凹槽13的開口132的表面不會是平坦表面，而可能呈現突起或是下凹的弧面結構。
承上所述，黏著材料4在凹槽13的開口132所形成的下凹弧面41事實上是有利於使得由發光晶片2的側表面21所射出的光發生折射或是反射而射向封裝結構1內。如此一來，下凹弧面41的結構設計可以提升發光裝置D的出光效率。
在本發明的實施例中，由發光晶片2的側壁21射出的光先通 過透明的黏著材料4，而在透明材料4與封裝結構1的交界發生折射並進入封裝結構1的內部。一部分進入封裝結構1的內部的光束投射於反射結構3的反射面31，反射面31將投射於其上的光束反射而導向封裝結構1的出光面11。舉例而言，當發光晶片2為藍光晶片時，藍光光束在進入封裝結構1時，可以通過封裝結構1中的波長轉換材料16而轉換為具有與原始波長相異的波長的光束，再由出光面11射出。
請再次參閱圖2。本發明實施例所提供的發光裝置D還包括基板5。發光晶片2電性連接於基板5。如圖2所示，基板5通過其上的導電線路51與發光晶片2的導電焊墊22電性連接。如此一來，發光晶片2可以通過基板5而與其他電子元件電性連接。在本發明的實施例中，基板5可以是直接電鍍銅(DPC)陶瓷基板或是金屬電路板(metal core PCB，MCPCB)。然而，本發明並不在此限制。
接下來，請參閱圖5至圖7。圖5至圖7分別為本發明不同實施例所提供的發光裝置D的剖面示意圖。換句話說，圖5至圖7顯示本發明實施例所提供的發光裝置D的不同型態。
首先，由圖5與圖2的比較可知，圖5與圖2之間最大的差異處在於封裝結構1中凹槽13的底面131的結構。圖5與圖2中的凹槽13都是由封裝結構1的背面12向內凹陷。然而，在圖1所示的實施例中，凹槽13的底面131更形成有鄰近於凹槽13的內環繞側壁133的第一側凹區13111以及第二側凹區13112。
請參閱圖2及5。如圖5所示，當封裝結構1的凹槽13的底面131為平面，由發光晶片2發出的光束在不同角度的光程之間的差異較為顯著。舉例而言，由發光晶片2中央發出的光束在封裝結構1內的光程a1會是小於發光晶片2兩側發出的光束在封裝結構1內的光程a2。然而，在圖2所示的實施例中，由於在凹槽13的底面131下方的封裝結構1，厚度是從接近內環繞側壁133 處朝向接近凹槽13的中央遞增，由發光晶片2中央發出的光束在封裝結構1內的光程a1會是與發光晶片2兩側發出的光束在封裝結構1內的光程a2相近。
如此一來，如圖2所示的封裝結構1還可以進一步改善發光晶片2的不同發光角度之下的色均勻性(angular color uniformity，ACU)。
另一方面，在圖5所示的實施例中，凹槽13的底面131不具有包括第一側凹區13111以及第二側凹區13112的微結構1311。
在本發明的實施例中，凹槽13的底面131的具體結構可以通過調整製造過程的手段，或是根據實際需求而改變，本發明並不加以限制。舉例而言，可以通過選用具有不同波長的雷射裝置來形成凹槽13，或是採用微影製程(lithography)，藉此獲致具有不同結構的底面131。在凹槽13的底面131形成微結構1311可以是鋸齒狀、波浪狀的結構。然而，本發明不在此限制。
接著，請參閱圖6以及圖7。比較圖6以及圖7與圖2可知，圖6以及圖7與圖2之間的主要差異處在於封裝結構1的出光面11的結構設計。在圖2所示的實施例中，封裝結構1的出光面11為和反射結構3切齊的平面，在圖6所示的實施例中，封裝結構1的出光面11具有朝向遠離發光晶片2的方向突起的外凸弧面，而在圖7所示的實施例中，封裝結構1的出光面11則是不規則表面，例如粗糙表面。
舉例而言，當封裝結構1的出光面11具有突起的外凸弧面時，可以使得由發光晶片2射出的光線更為均勻地由出光面11射出，從而改善色均性(angular color uniformity，ACU)。詳細來說，外凸弧面的設計可以使得由發光晶片2射出的光線具有相同的光程，使得發光裝置D整體在不同角度具有平均的發光效果。具有外凸弧面的出光面11可以通過在製造過程中對封裝結構1的出光面11拋光而形成。
接下來，如圖7所示，封裝結構1的出光面11也可以是不規則表面。舉例而言，不規則表面可以通過在製造過程中對封裝結構1的出光面11進行粗糙化處理而形成。不規則表面的設計可以降低出光面11處的全反射現象，進而提升發光裝置D的出光亮度。
本發明還提供可以用以製造如前所述的發光裝置D的製造方法。請參閱圖8，圖8為本發明其中一實施例所提供的發光裝置的製造方法的流程圖。
具體而言，本發明所提供的製造方法包括：提供具有第一表面與第二表面的封裝基材(步驟S100)；形成由封裝基材的第二表面向內凹陷的多個凹槽(步驟S102)；填充黏著材料於多個凹槽中(步驟S103)；將多個發光晶片分別設置於多個述凹槽中(步驟S104)；由封裝基材的第二表面切割封裝基材，以形成分別對應於多個發光晶片的多個封裝結構(步驟S106)；提供基板，每一個發光晶片通過導電焊墊以電性連接於基板(步驟S108)；以及形成反射結構(步驟S110)。
請配合參閱圖9至圖15。圖9至圖15分別為本發明所提供的發光裝置的製造方法中不同步驟的示意圖。
請先參閱圖9，在本發明所提供的方法中，是先提供封裝基材1’(步驟S100)。如前所述，由封裝基材1’所形成的封裝結構1可以是包含分散於封裝體15中的波長轉換材料16的螢光粉片。因此，在本發明的其中一實施例中，封裝基材1’可以是螢光粉片，例如螢光粉大圓片。另外，封裝基材1’可以具有彼此相對的第一表面與第二表面。第一表面與第二表面分別與後續所形成的封裝結構1的出光面111以及背面112相互對應。
接下來，請參閱圖10。在步驟S102中，形成由封裝基材1’的第二表面向內凹陷的多個凹槽13。在本發明的實施例中，形成凹槽13的方式並不加以限制。舉例而言，凹槽13可以通過濕法蝕刻(wet etching)、雷射蝕刻以及等離子蝕刻(ICP etching)之中的 至少一種所形成。詳細而言，在圖10中是以雷射蝕刻為例，顯示通過雷射光束L切割而形成的多個凹槽13。事實上，採用雷射蝕刻來型成凹槽13具有準確度高，得以形成具有經過精確控制的尺寸(結構)的凹槽13的優點。
另外，請參閱圖18至圖20。圖18至圖20顯示本發明所提供的製造方法的步驟S102的另一種執行方式。圖18至圖20為通過濕法蝕刻或是等離子蝕刻來形成凹槽13的示意圖。如圖18所示，可以先在封裝基材1’上設置遮罩M。接下來，如圖19所示，在遮罩M上形成圖案P，例如，移除遮罩M的一部分而形成簍空的圖案P。最後，如圖20所示，對圖案P下方的封裝基材1’的部分進行蝕刻而形成凹槽13。
請參閱圖17。圖17為通過步驟S102所形成的結構的立體示意圖。如圖17所示，通過蝕刻程序後，封裝基材1’(螢光粉大圓片)的表面上具有多個凹槽13。
請再次參閱圖2。將被設置於凹槽13內的發光晶片2具有至少一側表面21。在步驟S102中所形成的凹槽3是具有內環繞側壁133，而內環繞側壁133相對於發光晶片2的側表面21是傾斜介於10°及30°之間的第二角度θ2。換句話說，本發明所提供的製造方法中，在步驟S102中採用的蝕刻方式可以是經過設計而使得所形成的凹槽13與後續設置於其中的發光晶片2得以相互配合而改良出光效率。
接著，請參閱圖11。在步驟S103中，填充黏著材料4於多個凹槽13中。如前所述，黏著材料4是用以將發光晶片2固定於凹槽13中，並會影響發光晶片2所發出的光的行進路線。如圖11所述，黏著材料4可以被設置(例如點膠)於凹槽13的底部。在步驟S103中所使用的黏著材料4的種類如前所述。
請參閱圖12。在步驟S104中，將多個發光晶片2分別設置於多個凹槽13中。每個凹槽13中設置有一個發光晶片2，且發光晶 片2的設置使得黏著材料4填充於發光晶片2與凹槽13的內環繞側壁133之間。如前所述，由於黏著材料4本身的特性，設置於發光晶片2的與凹槽13的內環繞側壁133之間的一部分黏著材料4具有向內凹陷的下凹弧面41。
接著，如圖13所示，在步驟S106中由封裝基材1’的第二表面切割封裝基材1’，以形成分別對應於多個發光晶片2的多個封裝結構1。舉例而言，在本發明的其中一實施例中，步驟S106可以包括通過具有預定角度的刀刃K切割封裝基材1’。請同時參閱圖2。在步驟S104中經過切割而形成多個封裝結構1之後，每個封裝結構1會具有外環繞側壁14，而外環繞側壁14相對於發光晶片2的側表面21可以傾斜介於15°與45°之間的第一角度θ1。
承上所述，基於上述預定的結構設計，在步驟S106中用以切割封裝基材1’的刀刃K的預定角度可以是介於30°及90°之間，而由刀刃K所形成的外環繞側壁14是相對於發光晶片2的至少一側表面21傾斜第一角度θ1，使得第一角度θ1為預定角度的一半。換句話說，預定角度=(2×θ1)°。另外，只要能達到形成上述結構的封裝結構1，刀刃K的種類以及材質在本發明中不加以限制。
接下來，如圖14所示，在步驟S108中，提供基板5，每一個發光晶片2通過一對導電焊墊22以電性連接於基板5。如前所述，發光晶片2的兩個導電焊墊22可以是設置於凹槽13外，使得發光晶片2可以通過導電焊墊22以及基板5與其他電子元件電性連接。如圖14所示，基板5通過其上的導電線路51與發光晶片2的導電焊墊22電性連接。舉例而言，在本發明的實施例中，可以採用共晶焊(eutectic bonding)或是回流焊(reflow soldering)來通過由焊接材料形成的導電焊墊22連接發光晶片2與基板5。
請參閱圖15。在本發明所提供的製造方法中，還可以進一步包括形成反射結構的步驟(步驟S110)。詳細而言，在步驟S110中，可以使用反射材料環繞地包覆封裝結構1且裸露封裝結構1的出 光面11，並使得所形成的反射結構3具有連接於封裝結構1的外環繞側壁14的反射面31。在此同時，用以形成反射結構3的反射材料浸入封裝結構1底部與基板5之間的縫隙，以及發光晶片2與基板5之間的縫隙，進一步形成底部反射層32。
最後，如圖16所示，在形成反射結構3之後，可以切割反射結構3以及基板5，以通過切割(singulation)形成多個發光裝置D。用以切割反射結構3以及基板5的設備與技術手段在本發明中不加以限制。
接下來，將針對本發明所提供的發光裝置D以及其製造方法的功效進行說明。具體來說，通過封裝結構1的結構設計，發光裝置D的亮度可以被有效提升。舉例而言，相較於現有技術的結構，即，在鄰近於發光晶片側表面的側邊未設置有具有波長轉換效果的封裝結構(以下稱為1 facet結構)，本發明其中一實施例所提供的發光裝置D中有關「封裝結構1的寬度W1由出光面11朝向背面12漸減，且凹槽13的寬度W13由內朝外漸增」的設計可以使得發光裝置D的亮度提升約14%。
詳細而言，採用光通測試機對現有技術的1 facet結構與本發明所提供的發光裝置D進行量測可知，本發明所提供的發光裝置D相較於現有技術的1 facet結構是具有提升1.39至13.77%的亮度。事實上，相較於現有技術的1 facet結構，本發明所提供的發光裝置D可以具有較大的出光面積，且能通過封裝結構1的設計(例如凹槽的結構及尺寸)來提升出光的效果。
除此之外，對現有技術的1 facet結構與本發明所提供的發光裝置D都進行老化試驗。依據試驗結果可知，在高溫(85℃/700mA)條件下以及在高溫高濕(85℃/85%/350mA)條件下，相較於現有技術的1 facet結構，本發明所提供的發光裝置D可以維持令人滿意的光通量(較小的光衰)，因此，具有較佳的可靠度。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的發光裝D置及其製造方法，其能通過“封裝結構1的寬度由出光面11朝向背面12漸減，且凹槽13的寬度W13由內朝外漸增”的技術方案，以提升發光裝置D的出光效率。
具體而言，本發明所提供的發光裝置D是通過其中封裝結構1的形狀以及尺寸設計來大幅提升發光晶片2所發出的光由出光面11出光的效率。除此之外，進一步針對封裝結構1的外環繞側壁14與發光晶片2的側表面21之間的第一夾角θ1以及凹槽13的內環繞側壁133與發光晶片2的側表面21之間的第二夾角θ2進行設計還可以進一步達到出光效率的最佳化。另外，本發明所提供的發光裝置D還具備優良的可靠性，即在較為嚴苛的使用環境下具有較少的光衰。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
D‧‧‧發光裝置
1‧‧‧封裝結構
14‧‧‧外環繞側壁
2‧‧‧發光晶片
21‧‧‧側表面
22‧‧‧導電焊墊
3‧‧‧反射結構
31‧‧‧內環繞側壁
33‧‧‧頂面
4‧‧‧黏著材料
41‧‧‧下凹弧面
5‧‧‧基板
51‧‧‧導電線路
H2‧‧‧晶片高度
W2‧‧‧晶片寬度
θ1‧‧‧第一角度
θ2‧‧‧第二角度
a1、a2、a3‧‧‧光程

Claims (16)

  1. 一種發光裝置，其包括：一封裝結構，其具有一出光面、背對於所述出光面的一背面、從所述背面向內凹陷的一凹槽以及圍繞所述凹槽的一外環繞側壁；以及一發光晶片，其設置在所述凹槽內；其中，所述封裝結構的寬度由所述出光面朝向所述背面漸減，且所述凹槽的寬度由內朝外漸增。
  2. 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述發光晶片具有至少一側表面，所述外環繞側壁相對於至少一所述側表面傾斜一介於15°與45°之間的第一角度，且所述凹槽的一內環繞側壁相對於至少一所述側表面傾斜一介於10°與30°之間的第二角度。
  3. 如請求項1所述的發光裝置，還進一步包括：一反射結構，所述反射結構環繞地包覆所述封裝結構且裸露所述出光面，且所述反射結構具有連接於所述封裝結構的所述外環繞側壁的一反射面。
  4. 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述凹槽具有一凹槽深度，所述發光晶片具有一晶片高度，且所述凹槽深度等於或者小於所述晶片高度；所述發光晶片具有背對於所述出光面而設置的至少兩個導電焊墊，且至少兩個所述導電焊墊裸露在所述封裝結構的外部。
  5. 如請求項1所述的發光裝置，還進一步包括：一黏著材料，所述黏著材料設置於所述凹槽內且連接於所述發光晶片與所述封裝結構之間，且所述黏著材料具有介於1.39及1.57之間的折射率。
  6. 如請求項5所述的發光裝置，其中，設置於所述發光晶片的至少一所述側表面與所述封裝結構的所述凹槽的所述內環繞側 壁之間的一部分所述黏著材料具有向內凹陷的一下凹弧面。
  7. 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述凹槽的一底面具有鄰近於凹槽的內環繞側壁的一第一側凹區以及一第二側凹區。
  8. 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述凹槽具有一開口寬度，所述開口寬度小於所述出光面的寬度，且所述開口寬度大於所述凹槽的一底面的一底面寬度。
  9. 如請求項1至8中的任一項所述的發光裝置，其中，所述封裝結構包括一封裝體以及分散於所述封裝體中的一波長轉換材料，且所述封裝體包含透光陶瓷、玻璃以及石英之中的至少一種。
  10. 一種發光裝置的製造方法，其包括：提供具有一第一表面與一第二表面的一封裝基材；形成由所述封裝基材的所述第二表面向內凹陷的多個凹槽；將多個發光晶片分別設置於多個所述凹槽中；以及由所述封裝基材的所述第二表面切割所述封裝基材，以形成分別對應於多個所述發光晶片的多個封裝結構；其中，每一個所述封裝結構具有一出光面、背對於所述出光面的一背面以及圍繞所述凹槽的一外環繞側壁；其中，所述封裝結構的寬度由所述出光面朝所述背面漸減，且所述凹槽的寬度由內朝外漸增。
  11. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，其中，所述發光晶片具有至少一側表面，所述凹槽的一內環繞側壁相對於至少一所述側表面傾斜一介於10°及30°之間的第二角度。
  12. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，其中，多個所述凹槽是通過溼法蝕刻、雷射蝕刻以及等離子蝕刻之中的至少一種所形成。
  13. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，其中，在切割所述封裝基材的步驟中，還進一步包括：通過具有介於30°及90° 之間的一預定角度的一刀刃切割所述封裝基材，以形成具有相對於所述發光晶片的至少一側表面傾斜一第一角度的所述外環繞側壁，其中，所述第一角度為所述預定角度的一半。
  14. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，還進一步包括：提供一基板，每一個所述發光晶片通過一對導電焊墊以電性連接於所述基板；以及形成一反射結構，以環繞地包覆所述封裝結構且裸露所述出光面，所述反射結構具有連接於所述封裝結構的所述外環繞側壁的一反射面。
  15. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，在將多個發光晶片分別設置於多個所述凹槽的步驟前，還進一步包括：提供一黏著材料於多個所述凹槽中，所述黏著材料具有介於1.39及1.57之間的折射率。
  16. 如請求項10至15中的任一項所述的發光裝置的製造方法，其中，所述封裝基材包括一封裝體以及分散於所述封裝體中的一波長轉換材料，且所述封裝體包含透光陶瓷、玻璃以及石英之中的至少一種。
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